Três novas espécies exóticas de supercondutores são descobertas

Em 2024, cientistas descobriram três novas formas exóticas para criar novos materiais supercondutores — que, além de desafiar teorias existentes, podem revolucionar a tecnologia.

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As descobertas de novos materiais que conseguem alcançar a supercondutividade – capacidade de conduzir eletricidade com resistência zero – envolvem materiais 2D, como o grafeno. Aliás, os novos materiais são resultados de pesquisas que viabilizaram a flexibilidade de materiais como o grafeno, que conseguem transitar entre formas exóticas, acelerando a pesquisa de supercondutores.

O primeiro dos três novos supercondutores surge do grafeno de bicamada com distorção no “ângulo mágico”. Em 2018, cientistas do MIT descobriram um “ângulo mágico” no grafeno após desalinhar duas folhas do material 2D em exatamente 1,1 grau.

Com o ângulo mágico, o grafeno vira um supercondutor. Já em 2021, cientistas descobriram que, mesmo sem distorção, materiais com três folhas de grafeno poderiam se tornar supercondutores.

Agora, físicos descobriram a primeira forma de supercondutividade em materiais 2D além do grafeno. Além disso, os mesmos cientistas descobriram uma nova forma de supercondutividade em um novo sistema de grafeno.

Imagem: Harvard University/Divulgação

DMTs: segunda nova espécie de supercondutores 

Um dos três novos supercondutores se baseia em duas camadas de um cristal de 2D dos dicalcogenetos de metais de transição em duas dimensões (DMTs). Cientistas de duas universidades dos EUA implementaram a mesma técnica do “ângulo mágico” para descobrir supercondutividade em um material de duas camadas de DMTs.

A teoria sugere que adicionar dois elétrons ao material em estágio antiferromagnético desestabiliza o arranjo magnético, gerando supercondutividade.

Nova supercondutividade

Em outubro de 2024, cientistas da Universidade de Cornell, nos EUA, descobriram uma exótica forma de supercondutividade no mesmo material DMT dos experimentos anteriores. Os cientistas, ao ajustarem o campo magnético do material com um insulador, induziram a supercondutividade sem adicionar elétrons.

Conforme uma matéria da Quanta Magazine, que lista os três novos supercondutores, essa terceira espécie não se enquadra em nenhuma teoria existente de supercondutividade.

No entanto, foi com a invenção de um dispositivo de grafeno que cientistas do MIT produziram uma inédita, embora teorética, forma de supercondutividade.

Os cientistas descrevem essa nova forma, que aplicou um campo magnético a um arranjo de quatro camadas de grafeno em forma de escadaria, como “fenomenologicamente diferente de todos os outros supercondutores”.

Segundo os cientistas, o arranjo de escadaria gerou uma supercondutividade que, fortalecida por um material magnético, contraria a teoria convencional. Segundo Long Ju, cientista responsável pelo experimento, o arranjo de escada cria condições para elétrons se unirem e girarem, com todos os pares rodando na mesma direção.

As três novas descobertas exóticas de semicondutores sugerem que múltiplos mecanismos podem levar à supercondutividade. Além disso, a terceira nova forma de magnetismo pode gerar novas formas de manipulação de materiais para criação de supercondutores.

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